CORONAVIRUS

Почему эта мутация коронавируса не является причиной для тревоги

Снимок экрана 2020-07-19 в 11.13.29

Нет убедительных доказательств того, что коронавирус стал более смертельным или передаваемым. Вот почему такие опасения возникают при каждой эпидемии.

МУТАЦИИ — звучит страшно. Это общая тема в нашем коллективном страхе перед ядерной радиацией или коварным раком. В условиях пандемии, когда так много остается неизвестным, даже предположение о том, что вирус меняется к худшему, становится более заразным или более смертоносным, усиливает наше беспокойство.

Поэтому неудивительно, что в начале июля новости были наводнены ужасными заголовками , после того как исследование, опубликованное в престижном журнале Cell, заявило, что мутантный штамм коронавируса SARS-CoV-2 незаметно захватил весь мир — возможно, потому, что он был более передаваемым.

В начале марта, как сообщается в исследовании, на этого могучего мутанта приходилось лишь 10 процентов образцов, взятых у пациентов со всего мира. Но к маю она мутация мировое господство, составив 78 процентов. Исследователи сообщили о лабораторных экспериментах, предполагающих, что рассматриваемая мутация — единичное изменение «остроконечного» белка, который пронзает вирус как корону, — может каким-то образом улучшить способность вируса проникать в клетки человека и размножаться.

Нет сомнений, что вирусы мутируют; Вот почему нам нужна новая версия вакцины против гриппа каждый год. Но среди ученых есть серьезные сомнения в том, насколько значительна эта конкретная мутация для пандемии COVID-19. Предложено эта мутация позволяет коронавирусу лучше связываться с клетками человека.

«Доказательств тому нет», — говорит Винсент Раканиелло, вирусолог из Колумбийского университета, который написал о том, почему статья в «Cell» не предоставляет доказательств повышенной передачи вируса от человека с этим новым мутантом SARS-CoV-2. Например, исследование Cell провело лабораторные эксперименты с «псевдотипированным» вирусом, то есть исследователи не использовали настоящий вирус SARS-CoV-2. Чтобы показать, что мутация увеличивает проницаемость, вам необходимо наблюдать, как настоящий мутант ведет себя в людях.

«Существует огромная пропасть между инфекционностью в лаборатории и инфекционностью с людьми», — говорит Натан Грэбо, эпидемиолог и вирусолог из Йельского университета. В реальном мире, он объясняет, вирус должен проникнуть в легкие — мимо слизи и иммунных клеток, которые выстилают дыхательные пути. Затем он должен размножаться и выживать в каплях, которые выпускаются обратно в воздух. Грэбо говорит, что выводы, изложенные в исследовании Cell, правдоподобны, но «существует так много других переменных».

Итак, насколько мы должны быть обеспокоены мутациями коронавируса?

Что мы знаем о мутации G614

Авторы исследования Cell, возглавляемого биологом Бетт Корбер из Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико, вырезали и вставляли остроконечный белок коронавируса — либо мутантную версию, называемую G614, либо оригинал — в совершенно не связанный микроб, называемый лентивирусом.

Получившиеся «псевдовирусы» являются безопасным и воспроизводимым способом работы и сравнения различных вирусных пиков, объясняет Корбер.

Затем команда смешала эти псевдовирусы в пробирках с различными типами клеток почек. Одна партия была извлечена 60 лет назад у обезьян Вервет, в то время как другие были отобраны у людей в 1973 году. Это означает, что они были изменены естественным или искусственным образом, чтобы жить вечно — в отличие от клеток, находящихся внутри человеческого тела. Аналогично, человеческие клетки, использованные в исследовании Корбера, также были генетически изменены, чтобы их было легче заразить любым вирусом, несущим белок-шип.

В этом искусственном лабораторном сценарии исследователи обнаружили, что мутировавший шип более заразителен. В сочетании с тем фактом, что мутация G614 стала доминирующей в течение нескольких месяцев, казалось, что и без того страшный вирус может стать ещё страшнее при переходе от человека к человеку. СМИ взорвались.

Но что означают результаты для людей на данном этапе?

«Мы понятия не имеем,» — говорит Раканелло. «В то время как эксперименты с псевдовирусом являются обычной практикой в ​​вирусологии, они немного похожи на засовывание тигровых зубов в рот коалы. Укус мутантной коалы может причинить боль больше, но эксперимент мало расскажет вам о свирепости медведей или тигров коалы за пределами лаборатории.»

Корбер признает ограничения экспериментальных результатов: «Мы не знаем, как они приведут к трансмиссии у человека, но это в настоящее время изучается в нескольких лабораториях».

Между тем, существует альтернативное объяснение того, почему мутантный вирус смог проникнуть в популяцию и доминировать во вспышке — то, которые имеет мало общего с самой мутацией G614.

Эффект основателя

Вирусы могут мутировать во время репликации — каждый цикл представляет собой бросок генетической кости. Многие из этих мутаций могут не давать никаких преимуществ, но, тем не менее, будут передаваться до тех пор, пока они не будут распространены в популяции. Это называется «эффект основателя».

Мутация G614 была впервые обнаружена в Китае в январе 2020 года — как раз тогда, когда новый коронавирус проникал в Европу. Это говорит о том, что его глобальное доминирование может быть связано просто с посевом первых вспышек эпидемии в Европе, что затем ускорило его распространение на большую часть западного полушария. Действительно, когда Университетский колледж Лондонского института генетики учел эффект этого основателя в недавнем анализе геномов коронавируса, собранных у 23’000 пациентов по всему миру, он не нашел никаких доказательств повышенной трансмиссии любых текущих мутаций в SARS-CoV-2, включая G614.

Хотя Корбер признает возможность эффекта основателя, она считает, что явная распространенность G614 по всему земному шару предполагает, что мутация дает преимущество, и, по ее мнению, данные свидетельствуют о превосходстве. «Почти каждый раз, из десятков и десятков раз, когда обе формы циркулировали в одном регионе, вирус перемещался на более высокие частоты [G614]», — говорит она.

Но отдельная группа исследователей, называемая британским консорциумом COVID-19 Genomics, отслеживает мутацию G614 среди британских пациентов и на данный момент проанализировала более 30’000 вирусных геномов. Хотя мутация G614 «может увеличить скорость передачи между людьми, мы видим, что разница намного меньше разницы в заразительности клеток, измеренной в лаборатории», — сказал Эрик Волц, эпидемиолог из Имперского колледжа в Лондоне и член консорциума.

Консорциум также не нашел никаких доказательств того, что G614 делает коронавирусные инфекции более тяжелыми или более летальными, что также сообщалось группой Корбера и учеными в штате Вашингтон.

Хотя теоретически возможно, что вирус поразит генетический джекпот и превратится во что-то гораздо более смертоносное и более легкое для распространения, — мутации, которые приводят к «изменениям типа X-Men» также крайне маловероятны, говорит Тайлер Старр, вирусолог из Онкологического исследовательского центра Фреда Хатчинсона в Сиэтле, штат Вашингтон.

Гораздо более вероятный результат, говорит Кристиан Андерсен, иммунолог из Scripps Research в La Jolla, Калифорния, что «вирус будет продолжать набирать мутации, и большинство из них ничего не будет делать — некоторые из них будут слегка вредными для его приспособления, некоторые из них немного выгоднее, что все ожидаемо».

Когда нам следует беспокоиться о вирусных мутациях?

Для тех, кто помнит вспышку Эболы в 2014 году в Африке, нынешний разговор о G614 звучит знакомо. В то время некоторые эксперты высказывали ужасающую вероятность того, что вирус Эбола, который убил примерно 50 процентов своих жертв, но был передан только через биологические жидкости, может превратиться в заболевание, передающееся по воздуху.

Ранние исследования, проведенные через три месяца после начала вспышки, показали, что вирус Эбола приобрел мутации, подобные тем, которые в настоящее время наблюдаются в SARS-CoV-2, — единственное аминокислотное изменение на его поверхности, которое сделало его более подходящим для заражения клеток в лабораторных экспериментах с псевдовирусом.

Но, в конце концов, Эбола не поднялась в воздух. Вспышка была ограничена с помощью надлежащих мер общественного здравоохранения и медицинского обслуживания.

Эксперты, опрошенные для этой истории, говорят, что общественные опасения по поводу мутаций возникают практически при каждой пандемии. Это может быть из-за страха перед тем, что неизвестно об этом опасном заболевании, или просто потому, что опасные мутации создают сенсационные статьи в СМИ.

«С COVID-19 существует так много неизвестных, и мы не можем рассказать полную историю. Но как люди, мы стремимся к этой полной истории, и поэтому мы заполняем пробел», — говорит Сима Ясмин, директор по исследованиям и образованию в Stanford Health Communication Initiative: «Часто мы заполняем пробелы очень сенсационной, очень эмоционально вызывающей информацией».

«Воспитывать призрак смертельной мутации легко, говоря, чтобы пробудить интерес, потому что это похоже на сюжет научной фантастики», — говорит Говард Маркел, врач и историк медицины из Мичиганского университета. «В популярных сообщениях о гриппе, например в журнальных статьях, вы увидите , что грипп 1918 года мутировал и стал сильнее. Но нет абсолютно никаких доказательств этому»

Мутация, которая полностью меняет поведение коронавируса, маловероятна. И грипп, и коронавирус являются РНК-вирусами, и Раканиелло указывает на другие примеры в этом классе, такие как ВИЧ и корь, которые существенно не изменили свое поведение при передаче с момента их появления.

«Нет прецедента для какого-либо вируса, по изменению основного способа передачи», – говорит Раканиелло.

В случае COVID-19 более вероятны легкие мутации, которые делают вирус внезапно неузнаваемым для иммунной системы. В этом сценарии люди могут быть повторно инфицированы, а вакцины — однажды разработанные — со временем могут стать бесполезными. Вот что происходит с сезонным гриппом. Каждый год вирус меняется незначительно, и мы должны соответствующим образом корректировать наши вакцины.

SARS-CoV-2 уже был достаточно искусен в распространении, когда он появился в Ухане в конце 2019 года. Его способ передачи — через дыхательные капельки и иногда бессимптомных людей — уже был достаточным, чтобы вызвать разрушительную пандемию.

Эксперты говорят, что будущее пандемии будет зависеть больше от действий, которые мы предпринимаем для предотвращения распространения вируса, чем от внутренних свойств самого вируса.

Клаус Уилк, структурный биолог из Университета Техаса в Остине, считает, что опасения по поводу мутации G614 упускают этот момент: «Это не повлияет на два основных вопроса, которые у нас есть, а именно: как мы можем предотвратить распространение? И сработает ли вакцина?».